JPH07272994A

JPH07272994A - 荷電粒子ビーム描画装置における信号検出方法

Info

Publication number: JPH07272994A
Application number: JP6060594A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Takemura; 等竹村; Hironobu Manabe; 弘宣眞部
Original assignee: Jeol Ltd
Current assignee: Jeol Ltd
Priority date: 1994-03-30
Filing date: 1994-03-30
Publication date: 1995-10-20

Abstract

(57)【要約】【目的】スケーリングを行った場合におけるマーク位
置検出などの精度を高め、その後の描画精度を向上させ
ることができる荷電粒子ビーム描画装置における信号検
出方法を実現する。【構成】コンピュータ１１に、スケーリング値Ｓと電
子ビームのサイズＸ₂，Ｙ₂がセットされる。コンピュー
タ１１は、偏向増幅器１６，１８の可変抵抗器２２，２
３を制御し、データ転送回路１３、ショット分割器１４
を介して偏向増幅器１６に供給されるマーク検出用ビー
ムサイズデータとして、Ｘ₂／Ｓ，Ｙ₂／Ｓをセットす
る。この結果、データＸ₂／Ｓ，Ｙ₂／Ｓは、偏向増幅器
１６を通過する際に、スケーリング値Ｓに応じて増幅率
が制御されているので、成形偏向器５に供給される信号
は、スケーリング値Ｓ成分がキャンセルされ、スケーリ
ングをかけない状態におけるビームサイズ信号Ｘ₂，Ｙ₂
となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子ビームやイオンビ
ームを矩形断面に成形し、矩形断面のビームを被描画材
料に投射するようにした荷電粒子ビーム描画装置におい
て、矩形ビームのサイズの調整や、矩形ビームの位置決
めの調整を行う時の信号検出方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子ビーム描画装置として、電子ビーム
の断面を可変して描画する方式の装置が広く利用されて
いる。この装置では、電子ビームを第１のアパーチャに
照射し、第１のアパーチャの開口像を第２のアパーチャ
上に結像するようにしている。そして、第１のアパーチ
ャの開口像の第２のアパーチャ上の投射位置を第１と第
２のアパーチャの間に配置された偏向器で変化させるこ
とにより、任意の面積の矩形断面を有した電子ビームが
成形される。

【０００３】このような電子ビーム描画方式において、
パターンを描画する場合、電子ビームを偏向して一度に
描画できる範囲（フィールド）が限られているため、電
子ビームの偏向と被描画材料が載せられたステージの移
動とを組み合わせてチップ全体の所望の描画を行うよう
にしている。そのため、ステージ移動量および方向、電
子ビームの偏向量および偏向方向、電子ビームのサイズ
などの描画前の合わせ込み（キャリブレーションともい
う）が、精度の良い描画を行うために必須となる。ま
た、このようなキャリブレーションのいくつかは、周期
的にチェックを行う必要がある。上記キャリブレーショ
ンや重ね合わせ描画の際の位置合わせ動作は、主とし
て、被描画材料や材料が載せられたステージに設けられ
たマークの位置を、電子ビームを走査することによって
検出したり、ナイフエッジを横切って電子ビームを走査
し、ナイフエッジを通った電子ビームを検出することに
よって行う。

【０００４】一方、実際の描画の際、設計されたデータ
に基づくパターンよりも少し大きめに、または、少し小
さめにパターンを描画したいという機能に対する要求が
ある。この機能はスケーリングと称している。この場
合、設計データそのものをスケーリングしてしまえば問
題は生じないが、膨大な設計データ全てに対してスケー
リングをかけることは極めて面倒で多大な時間が必要と
なる。そのため、設計データ自体は何等変更せず、描画
装置側にスケーリング機能を追加するようにしている。

【０００５】描画装置側のスケーリング機能は、電子ビ
ームの偏向範囲、ステージの移動量、電子ビームのサイ
ズに対して、ハードウェア的、あるいは、ソフトウェア
的に変えることによって行う。より具体的には、位置決
め用の偏向器および電子ビームの成形用偏向器の出力電
圧をスケーリング量に応じてアナログ的に変更すること
が行われている。また、ステージの移動量はソフトウェ
アで変更を行っている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記したスケーリング
機能を働かせた場合、そのまま電子ビームの位置決め用
偏向器と電子ビームの成形用偏向器の出力電圧にスケー
リングをかけてしまうと、電子ビームのサイズが拡大ス
ケーリングであると大きくなり、逆に縮小スケーリング
であると小さくなる。そのため、ステージ移動量および
方向、電子ビームの偏向量および偏向方向、電子ビーム
のサイズなどの描画前のキャリブレーションを行うと
き、マーク検出時の信号レベルが大きくなったりまた小
さくなったりする。そのため、各種キャリブレーション
の精度が悪化し、結果としてその後の描画精度にも悪影
響を及ぼす。

【０００７】更に、上記キャリブレーションにおいては
被描画材料やステージに設けられたマークの位置を検出
することによって行うが、このマーク検出はスケーリン
グをかけた状態で行われる。この時、電子ビームがマー
ク上を走査する速度は、マークに対し拡大スケーリング
であれば早くなり、逆に縮小スケーリングの場合には遅
くなる。この原因は、ディジタル的に電子ビームの走査
を行っているためである。すなわち、１ポイント電子ビ
ームを動かす時間は変わらないが、１ポイント当たりの
動かす距離がスケーリング値に応じて変化するからであ
り、マークから見ると、電子ビームの走査速度が変化す
ることになる。

【０００８】この点を図１を用いて更に説明する。図１
でＭは被描画材料あるいはステージ上に設けられたマー
クであり、このマークＭに対して電子ビームＥＢが走査
される。なお、Ｄは位置決め偏向器である。スケーリン
グをかけないときのマーク検出のための電子ビームの偏
向幅はＷ₁であり、そのときの電子ビームは実線で示さ
れている。一方、拡大スケーリングの時には、偏向幅は
Ｗ₂となり、その時の電子ビームは点線で示されてい
る。また、縮小スケーリングの時には、偏向幅はＷ₃と
なり、その時の電子ビームは一点鎖線で示されている。
このように、スケーリングによって電子ビームの偏向幅
（ＥＢの走査距離）はＷ₁，Ｗ₂，Ｗ₃と変化するが、こ
の場合のいずれの偏向幅のときも、偏向に要する時間は
一定である。その結果、偏向幅の変化によって走査の速
度が変化する。

【０００９】マーク検出においては、電子ビームをマー
クを横切って走査し、その際得られた反射電子などを検
出している。この反射電子検出信号は微分回路に供給さ
れて微分処理などの信号処理が行われるが、上記した電
子ビームの走査速度が変化すると、それに応じて微分信
号の信号レベルが変化してしまう。このため、マーク検
出のエラーが発生したり、検出精度が低下したりする。

【００１０】本発明は、このような点に鑑みてなされた
もので、その目的は、スケーリングを行った場合におけ
るマーク位置検出などの精度を高め、その後の描画精度
を向上させることができる荷電粒子ビーム描画装置にお
ける信号検出方法を実現するにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明では、第１のアパ
ーチャの開口像を成形偏向器によって偏向して第２のア
パーチャ上に結像し、第２のアパーチャの開口を透過し
た矩形断面の荷電粒子ビームを位置決め偏向器によって
偏向して被描画材料上の所望位置に投射すると共に、ス
ケーリングを成形偏向器に供給される偏向信号を増幅す
る偏向増幅器と位置決め偏向器に供給される偏向信号を
増幅する偏向増幅器の増幅率を変えることによって行う
ようにした荷電粒子ビーム描画装置において、矩形断面
の荷電粒子ビームをマーク部分などで走査し、この走査
に基づいて得られた信号を検出し、検出信号を微分処理
し、マーク位置や矩形ビームの断面形状などの検出を行
う際、前記信号検出時に成形偏向器用の偏向増幅器に供
給されるビームサイズに応じた信号に対してスケーリン
グ値の逆数を掛けるようにしたことを特徴としている。

【００１２】また、本発明では、信号検出時に位置決め
偏向器用の偏向増幅器に供給されるステップ状の走査信
号のステップ時間間隔をスケーリング値に応じて変化さ
せ、あるいは、微分処理する過程で、信号の増幅回路の
増幅率をスケーリング値に応じて変化させるようにした
ことを特徴としている。

【００１３】更に、本発明では、信号検出時に成形偏向
器用の偏向増幅器に供給されるビームサイズに応じた信
号に対してスケーリング値の逆数を掛けると共に、ビー
ムの走査方向に垂直な方向のビームサイズをスケーリン
グに応じて変化させたことを特徴としている。

【００１４】

【作用】本発明は、矩形断面の荷電粒子ビームをマーク
部分などで走査し、この走査に基づいて得られた信号を
検出し、検出信号を微分処理し、マーク位置や矩形ビー
ムの断面形状などの検出を行う方法において、前記信号
検出時に成形偏向器用の偏向増幅器に供給されるビーム
サイズに応じた信号に対してスケーリング値の逆数を掛
けるようにした。

【００１５】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。図２は本発明の方法を実施するための可変
面積型電子ビーム描画装置の一例を示している。１は電
子ビームＥＢを発生する電子銃であり、該電子銃１から
発生した電子ビームＥＢは、照明レンズ２を介して第１
成形アパーチャ３上に照射される。第１成形アパーチャ
の開口像は、成形レンズ４により、第２成形アパーチャ
６上に結像されるが、その結像の位置は、成形偏向器５
により変えることができる。第２成形アパーチャ６によ
り成形された像は、縮小レンズ７、対物レンズ８を経て
描画材料１０上に照射される。描画材料１０への照射位
置は、位置決め偏向器９により変えることができる。

【００１６】１１はコンピュータであり、コンピュータ
１１はパターンデータメモリー１２からのパターンデー
タをデータ転送回路１３に転送する。データ転送回路１
３からのパターンデータは、ショット分割器１４に供給
されてショット分割される。ショット分割器１４からの
描画データに応じた信号は、ＤＡ変換器１５を介して偏
向増幅器１６、ＤＡ変換器１７を介して偏向増幅器１
８、ＤＡ変換器１９を介して電子銃１から発生した電子
ビームのブランキングを行うブランキング電極２０を制
御するブランキングコントロール回路２１に供給され
る。

【００１７】偏向増幅器１６の出力電圧は、成形偏向器
５に供給され、また、偏向増幅器１８の出力電圧は、位
置決め偏向器９に供給される。なお、２２，２３は、そ
れぞれ偏向増幅器１６，１８の増幅率を変化させるため
の可変抵抗器であり、その抵抗値はコンピュータ１１に
よって制御される。

【００１８】更に、コンピュータ１１は、材料のフィー
ルド毎の移動のために、材料１０が載せられたステージ
２４の駆動機構２５を制御する。このステージ２４の移
動量は、レーザ測長器２６によって測定され、その測定
結果はコンピュータ１１に供給される。材料１０への電
子ビームＥＢの照射によって２次電子や反射電子が発生
するが、例えば、反射電子は一対の反射電子検出器２７
によって検出される。反射電子検出器２７の検出信号
は、加算器２８によって加算された後、第１の微分回路
２９、第２の微分回路３０によって微分された後、ゲー
ト信号作成器３１に供給される。このような構成の動作
を次に説明する。

【００１９】まず、通常の描画動作について説明する。
パターンデータメモリ１２に格納されたパターンデータ
は、逐次読み出され、データ転送回路１３を経てショッ
ト分割器１４に供給される。ショット分割器１４で分割
されたデータに基づき、電子ビームの成形データはＤＡ
変換器１５を介して偏向増幅器１６に供給され、そして
増幅器１６によって増幅された信号が成形偏向器５に供
給される。また、描画パターンに応じた電子ビームの偏
向信号は、ＤＡ変換器１７を介して偏向増幅器１８に供
給され、そして増幅器１８によって増幅された信号が位
置決め偏向器９に供給される。

【００２０】この結果、各分割されたパターンデータに
基づき、成形偏向器５により電子ビームの断面が所望の
面積の矩形形状に成形され、その断面が矩形のビーム
が、位置決め偏向器９に供給される偏向信号に応じて順
々に材料上にショットされ、所望の形状のパターン描画
が行われる。なお、この時、ブランキングコントロール
回路２１からブランキング電極２０へのブランキング信
号により、材料１０への電子ビームのショットに同期し
て電子ビームのブランキングが実行される。

【００２１】また、電子ビームの偏向による描画動作
は、フィールド単位で行われ、特定のフィールド内の描
画が終了した後は、ステージ２４が駆動機構２５によっ
てフィールドの長さ分移動させられ、次のフィールドの
描画が行われる。このステージ２４の移動量は、レーザ
測長器２６によって測定され、その測定値はコンピュー
タ１１に供給される。コンピュータ１１は測定移動量に
基づき、駆動機構２５を制御し、正確なステージ２４の
移動を可能としている。

【００２２】次にパターンのスケーリングを行う場合、
コンピュータ１１からの制御により、偏向増幅器１６の
可変抵抗器２２の抵抗値と、偏向増幅器１８の可変抵抗
器２３の抵抗値とがそのスケーリングに応じて変化させ
られる。例えば、拡大スケーリングを行う場合には、偏
向増幅器２２と２３の増幅率が高くなるように制御さ
れ、逆に縮小スケーリングを行う場合には、偏向増幅器
２２と２３の増幅率が低くなるように制御される。

【００２３】次に、上記した描画動作に先立って行われ
る装置のキャリブレーションの動作について説明する。
例えば、位置決め偏向器９用の偏向増幅器１８の増幅率
の調整を行う場合、フィールドの一端にステージ２４に
設けられた十字マークを位置させる。そしてマーク部分
に位置決め偏向器９によって電子ビームを偏向し、更に
その部分で電子ビームを走査してマークの位置の検出を
行う。マーク位置の検出は、良く知られているように、
マーク部分で電子ビームの走査を繰り返し行い、その結
果発生した反射電子を検出することによって行う。反射
電子は検出器２７によって検出され、その検出信号は加
算器２８により加算され、第１の微分回路２９に供給さ
れる。

【００２４】図３は検出信号波形を示しており、図３
（ａ）は加算された反射電子信号を示している。この信
号は、第１の微分回路２９によって微分され、図３
（ｂ）の信号が得られる。この図３（ｂ）の信号は更に
第２の微分回路３０によって微分され、図３（ｃ）の信
号が得られる。図３（ｃ）の信号はゲート信号発生器３
１に供給され、図３（ｄ）の信号が得られる。ゲート信
号発生器３１の出力信号はコンピュータ１１に供給さ
れ、ゲート信号に基づいてマーク位置の検出が行われ
る。

【００２５】フィールドの一端に位置されたマークの位
置を電子ビームの偏向によって確認した後、ステージ２
４はフィールド分移動させられる。この場合もその移動
量は、レーザ測長器２６によって正確に制御される。こ
の結果、マークもフィールドの長さ分移動させられ、電
子ビームから見た場合、フィールドの他端にマークが位
置することになる。この状態で再びマーク部分に位置決
め偏向器９によって電子ビームを偏向し、更にその部分
で電子ビームを走査してマークの位置の検出を行う。

【００２６】このようにして電子ビームの偏向によって
検出されたフィールドの一端と他端におけるマークの位
置情報から求められたフィールドの長さと、レーザ測長
器２６によって制御されたステージ２４の正確な移動量
とから、位置決め偏向器９に供給される偏向信号を増幅
する偏向増幅器１８の増幅率の調整が行われる。この調
整により、電子ビームの偏向量が正確なものとなる。

【００２７】さて、このような増幅器１８の増幅率の調
整の際、スケーリングが行われていると、マーク検出の
際の電子ビームの走査幅が、偏向増幅器１８から位置決
め偏向器９に供給される出力電圧の変化に伴って変化す
る。また、走査に用いている矩形電子ビームのサイズ
も、偏向増幅器１６から成形偏向器５に供給される電圧
の変化に伴って変化する。例えば、縮小スケーリングを
行っている場合には、電子ビームの矩形サイズが小さく
なるため、反射電子検出の信号もそれに伴って小さくな
り、信号レベルが変化し、測定が困難となるか、測定精
度が悪化することは前に述べた。

【００２８】このため、本実施例では、スケーリングを
かけた場合、キャリブレーションに使用する電子ビーム
の矩形サイズデータ（偏向増幅器１６に供給される信
号）として、スケーリングをかけないときに使用する電
子ビームのサイズに、スケーリング値の逆数をかけたビ
ームサイズのデータを使用することにしている。図４に
スケーリングをかけ、キャリブレーションのためにマー
ク検出を行うための処理のフローチャートを示してい
る。

【００２９】最初に、コンピュータ１１に、スケーリン
グ値Ｓとマーク検出のための電子ビームのサイズＸ₂，
Ｙ₂がセットされる。次に、コンピュータ１１は与えら
れたスケーリング値に基づいて、偏向増幅器１６，１８
の可変抵抗器２２，２３を制御する。最後に、データ転
送回路１３、ショット分割器１４を介して偏向増幅器１
６に供給されるマーク検出用ビームサイズデータとし
て、Ｘ₂／Ｓ，Ｙ₂／Ｓをセットする。この結果、ビーム
サイズデータＸ₂／Ｓ，Ｙ₂／Ｓは、偏向増幅器１６を通
過する際に、スケーリング値Ｓに応じて増幅率が制御さ
れているので、成形偏向器５に供給される信号は、スケ
ーリング値Ｓ成分がキャンセルされ、スケーリングをか
けない状態におけるビームサイズ信号Ｘ₂，Ｙ₂となる。
このようなセットの後、マーク検出動作が実行される。

【００３０】例えば、４μｍのビームサイズに対して
０．８の縮小スケーリングをかけた場合、そのままでは
偏向増幅器１６を通過することによって３．２μｍの信
号となってしまうが、事前に４μｍ／０．８のデータを
作成し、偏向増幅器１６に供給するようにしたので、実
際上は４μｍに応じた信号が成形偏向器５に供給され
る。その結果、反射電子検出器２７に検出される信号の
レベルは、スケーリングに無関係に常に一定とすること
ができる。従って、測定が困難となるようなこともな
く、また、マーク検出の精度も安定に維持することがで
きる。

【００３１】さて、スケーリングをかけることにより、
マーク検出の際、マークに対する電子ビームの走査速度
が変化し、マーク検出信号を微分すると微分後の信号レ
ベルが変化することは前に述べた。この問題を解決する
実施例を図５に示す。この図でマーク走査信号発生器３
２は基準クロック発生器３３からのクロック信号によっ
てステップ状のマーク走査信号を発生する。この走査信
号はＤＡ変換器１７、偏向増幅器１８を介して位置決め
偏向器９に供給される。すなわち、クロック信号発生タ
イミングにより電子ビームの走査速度が決定される。基
準クロック発生器３３のクロック信号は、クロック信号
変調回路３４によってクロック時間に変調が加えられ
る。クロック信号変調回路３４はコンピュータ１１によ
って制御されており、クロックの時間間隔はスケーリン
グの値に応じて変化させられる。なお、このマーク走査
信号発生器３２、クロック発生器３３、クロック信号変
調回路３４は、図２の実施例においては、コンピュータ
１１の中に含めても良く、また、データ転送回路１２の
中に含めても良い。更には、これらの回路を独立して設
けてもよい。

【００３２】上記構成の動作を図６のフローチャートを
参考にして説明する。まず、コンピュータ１１にスケー
リング値Ｓと電子ビームの走査速度ｖとが設定される。
その後スケーリングがかけられ、偏向増幅器１６，１８
の可変抵抗器２２，２３がスケーリング値Ｓに応じて調
整される。クロック信号発生器３３からのクロック信号
の間隔は電子ビームの走査速度ｖに対応したものであ
り、このクロック信号はクロック信号変調回路３４に供
給される。クロック信号変調回路３４は、コンピュータ
１１からの制御により、スケーリング値Ｓに応じた信号
に基づき、クロック信号発生器３３からのクロック信号
に対して、ｖ／Ｓに応じた信号間隔となるように変調を
かける。この変調されたクロック信号に応じてマーク走
査信号発生器３２は電子ビームの走査信号を発生する。

【００３３】マーク走査信号発生器３２からの走査信号
は、ＤＡ変換器１７を介して偏向増幅器１８に供給され
るが、この信号はステップ状に電子ビームを走査する信
号となる。この偏向増幅器１８に供給される走査信号の
速度は、前記したようにｖ／Ｓである。この速度の信号
が偏向増幅器１８で増幅される過程で、スケーリング値
Ｓによる変換を受けることになる。すなわち、偏向増幅
器１８を通過させることでｖ／Ｓの速度の信号の走査速
度は、（ｖ／Ｓ）×Ｓとなり、位置決め偏向器９に供給
される走査信号のマークから見た走査速度は、ｖとな
る。この結果、マーク検出時の電子ビームの走査速度
は、スケーリングの値によらず常に一定となり、反射電
子検出信号を微分処理などしても、信号レベルに変化は
なくなり、マーク検出の精度を著しく向上させることが
できる。

【００３４】マーク検出信号の微分処理により信号レベ
ルをスケーリングの値によらず常に一定とするため、図
５の実施例ではマーク走査信号発生器３２からのマーク
走査信号の走査速度に予めスケーリングの値に応じた変
調を加えるようにしたが、このような方式以外にも、微
分信号のレベルを一定とすることができる。例えば、図
２の実施例において、コンピュータ１１から第１の微分
回路２９や第２の微分回路３０の中に含まれている増幅
回路の増幅率を変化させても良い。すなわち、スケーリ
ング値によってマークに対する走査速度が変わることに
より、微分信号レベルがどの程度変化するかを予め調べ
ておき、設定されたスケーリング値に応じて微分回路内
の増幅回路の増幅率を変化させ、微分信号レベルがスケ
ーリング値によらず一定とする。なお、微分信号レベル
を一定とするため、第１の微分回路２９や第２の微分回
路３０の内部の増幅回路の増幅率を変化させても良く、
また、加算回路２８やその他検出信号の増幅回路を制御
しても良い。

【００３５】更に、上記したマーク検出信号の処理過程
でスケーリング値に応じて信号強度の調整を行う方式以
外に、マーク検出の際に用いる矩形ビームの形状をスケ
ーリング値に応じて変化させる方式を用いても良い。こ
の方式を図７のフローチャートに基づいて説明する。

【００３６】まず、スケーリング値Ｓと、スケーリング
値がＳの場合のビームサイズの変更比Ｂｓと、マーク検
出時のビームサイズＸ₂，Ｙ₂とが設定される。次に、ス
ケーリングがかけられマーク検出動作が開始される。こ
の時、Ｘ方向の走査を行う場合のビームサイズはＸ₂＝
Ｘ₂とされ、Ｙ₂＝Ｂｓ×Ｙ₂とされる。従って、拡大ス
ケーリングの時、すなわち、ビーム走査速度が速くなる
ときには、その分微分信号レベルが高くなるので、Ｙ方
向のビームサイズは狭くされる。一方、縮小スケーリン
グの時、すなわち、ビーム走査速度が遅くなるときに
は、その分微分信号レベルが低くなるので、Ｙ方向のビ
ームサイズは広くされる。このように、ビームサイズの
変更を行った上で、図８のように十字マークＭに対して
ＢｘのようにＥＢの走査が行われる。

【００３７】次に、図８の十字マークＭに対して、Ｂｙ
のようにＹ方向への電子ビームの走査を行う場合、ビー
ムサイズはＸ₂＝Ｂｓ×Ｘ₂とされ、Ｙ₂＝Ｙ₂とされる。
従って、拡大スケーリングの時、すなわち、ビーム走査
速度が速くなるときには、その分微分信号レベルが高く
なるので、Ｘ方向のビームサイズは狭くされる。一方、
縮小スケーリングの時、すなわち、ビーム走査速度が遅
くなるときには、その分微分信号レベルが低くなるの
で、Ｘ方向のビームサイズは広くされる。

【００３８】なお、このマーク走査時には、説明を簡単
にするために、スケーリングによる微分信号レベルの変
化をキャンセルする方法についてのみ触れた。実際に
は、図４のフローチャートで説明したように、スケーリ
ングによるビームサイズの変化をキャンセルするため
に、成形偏向器５用の偏向増幅器１６に供給されるビー
ムサイズに応じた信号に対してスケーリング値の逆数を
かけることは必要である。

【００３９】以上本発明の実施例を説明したが、本発明
はこの実施例に限定されない。例えば、可変面積型の電
子ビーム描画装置を例に説明したが、イオンビーム描画
装置にも本発明を用いることができる。また、マーク検
出の場合について詳述したが、ナイフエッジを設け、ナ
イフエッジの開口を通ったビームをファラデーカップに
より検出し、ビームの形状などを測定する場合にも適用
することができる。更に、反射電子を検出するようにし
たが、反射電子以外に電子ビームの照射によって発生す
る、例えば、２次電子を検出しても良い。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、矩形断
面の荷電粒子ビームをマーク部分などで走査し、この走
査に基づいて得られた信号を検出し、検出信号を微分処
理し、マーク位置や矩形ビームの断面形状などの検出を
行う方法において、前記信号検出時に成形偏向器用の偏
向増幅器に供給されるビームサイズに応じた信号に対し
てスケーリング値の逆数を掛けるようにした。その結
果、検出信号のレベルは、スケーリングに無関係に常に
一定とすることができる。従って、測定が困難となるよ
うなこともなく、また、マーク検出などの精度も安定に
維持することができ、結果として描画精度を向上させる
ことができる。

【００４１】また、信号検出時に位置決め偏向器用の偏
向増幅器に供給されるステップ状の走査信号のステップ
時間間隔をスケーリング値に応じて変化させ、あるい
は、微分処理する過程で、信号の増幅回路の増幅率をス
ケーリング値に応じて変化させるようにしたので、マー
ク検出などの時の走査速度は、スケーリングの値によら
ず常に一定となり、反射電子検出信号を微分処理などし
ても、信号レベルに変化はなくなり、マーク検出などの
精度を著しく向上させることができる。

【００４２】更に、信号検出時に成形偏向器用の偏向増
幅器に供給されるビームサイズに応じた信号に対してス
ケーリング値の逆数を掛けると共に、ビームの走査方向
に垂直な方向のビームサイズをスケーリングに応じて変
化させたので、マーク検出などの時の走査速度は、スケ
ーリングの値によらず常に一定となり、反射電子検出信
号を微分処理などしても、信号レベルに変化はなくな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】マーク位置検出の際のビームの偏向幅とスケー
リングとの関係を説明するための図である。

【図２】本発明を実施するための電子ビーム描画システ
ムの一例を示す図である。

【図３】マーク検出信号波形を示す図である。

【図４】本発明の一実施例のフローチャートを示す図で
ある。

【図５】本発明の他の実施例を実施するための構成の要
部を示す図である。

【図６】図５の実施例の動作のフローチャートを示す図
である。

【図７】本発明の他の実施例の動作のフローチャートを
示す図である。

【図８】図７の実施例におけるマーク走査の様子を示す
図である。

【符号の説明】

１電子銃２照明レンズ３，６成形アパーチャ４成形レンズ５，９偏向器７縮小レンズ８対物レンズ１０材料１１コンピュータ１２メモリ１３データ転送回路１４ショット分割器１５，１７，１９ＤＡ変換器１６，１８偏向増幅器２０ブランキング電極２１ブランキングコントロール回路２２，２３可変増幅器２４ステージ２５駆動機構２６レーザ測長器２７反射電子検出器２８加算器２９，３０微分回路３１ゲート信号作成器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１のアパーチャの開口像を成形偏向器
によって偏向して第２のアパーチャ上に結像し、第２の
アパーチャの開口を透過した矩形断面の荷電粒子ビーム
を位置決め偏向器によって偏向して被描画材料上の所望
位置に投射すると共に、スケーリングを成形偏向器に供
給される偏向信号を増幅する偏向増幅器と位置決め偏向
器に供給される偏向信号を増幅する偏向増幅器の増幅率
を変えることによって行うようにした荷電粒子ビーム描
画装置において、矩形断面の荷電粒子ビームをマーク部
分などで走査し、この走査に基づいて得られた信号を検
出し、検出信号を微分処理し、マーク位置や矩形ビーム
の断面形状などの検出を行う際、前記信号検出時に成形
偏向器用の偏向増幅器に供給されるビームサイズに応じ
た信号に対してスケーリング値の逆数を掛けるようにし
たことを特徴とする荷電粒子ビーム描画装置における信
号検出方法。
【請求項２】ビームの走査方向に垂直な方向のビーム
サイズをスケーリングに応じて変化させたことを特徴と
する請求項１記載の荷電粒子ビーム描画装置における信
号検出方法。
【請求項３】第１のアパーチャの開口像を成形偏向器
によって偏向して第２のアパーチャ上に結像し、第２の
アパーチャの開口を透過した矩形断面の荷電粒子ビーム
を位置決め偏向器によって偏向して被描画材料上の所望
位置に投射すると共に、スケーリングを成形偏向器に供
給される偏向信号を増幅する偏向増幅器と位置決め偏向
器に供給される偏向信号を増幅する偏向増幅器の増幅率
を変えることによって行うようにした荷電粒子ビーム描
画装置において、矩形断面の荷電粒子ビームをマーク部
分などで走査し、この走査に基づいて得られた信号を検
出し、検出信号を微分処理し、マーク位置や矩形ビーム
の断面形状などの検出を行う際、前記信号検出時に位置
決め偏向器用の偏向増幅器に供給されるステップ状の走
査信号のステップ時間間隔をスケーリング値に応じて変
化させるようにしたことを特徴とする荷電粒子ビーム描
画装置における信号検出方法。
【請求項４】第１のアパーチャの開口像を成形偏向器
によって偏向して第２のアパーチャ上に結像し、第２の
アパーチャの開口を透過した矩形断面の荷電粒子ビーム
を位置決め偏向器によって偏向して被描画材料上の所望
位置に投射すると共に、スケーリングを成形偏向器に供
給される偏向信号を増幅する偏向増幅器と位置決め偏向
器に供給される偏向信号を増幅する偏向増幅器の増幅率
を変えることによって行うようにした荷電粒子ビーム描
画装置において、矩形断面の荷電粒子ビームをマーク部
分などで走査し、この走査に基づいて得られた信号を検
出し、検出信号を微分処理し、マーク位置や矩形ビーム
の断面形状などの検出を行う際、微分処理する過程で、
信号の増幅回路の増幅率をスケーリング値に応じて変化
させるようにしたことを特徴とする荷電粒子ビーム描画
装置における信号検出方法。